Régénération des huiles usées – la mise en œuvre

Au cours de l’exploitation des huiles, elles accumulent des produits d’oxydation, d’encrassement et d’autres impuretés qui réduisent considérablement la qualité des huiles. Les huiles polluées sont incapables de faire face à des exigences normatives et doivent être remplacées par de nouvelles huiles. Mais il existe une alternative – la régénération des huiles usées. Les huiles usées sont collectées et soumises à une régénération afin d’économiser la matière première valable, ce qui présente un intérêt économique. Au cours d’une année, environ 1,7 million de tonnes d’huiles sont collectées sur le territoire de l’ex-URSS, jusqu’à 0,25 million de tonnes sont traitées, c’est-à-dire 15%. Il est impossible de recycler l’huile moteur usée conjointement avec du pétrole d’une raffinerie, car les additifs d’huile font endommager l’équipement de cette raffinerie.

Régénération des huiles usées: particularités principales

A la suite de processus de régénération on obtient 2-3 fractions d’huile de base. Par compoundage et les additifs on peut préparer des huiles commerciales (moteur, transmission, hydraulique, lubrifiante, refroidissement). Le rendement moyen d’huile régénérée à partir de celle usée, contenant environ 2-4% de contaminants solides et d’eau, jusqu’à 10% du carburant, est de 70-85%, selon le mode de régénération utilisé. Une variété d’opérations technologiques basées sur des procédés physiques, physico-chimiques et chimiques sont utilisées pour récuperer les huiles usées dont le but est d’en éliminer les produits de vieillissement et de pollution. En tant que procédés technologiques, on observe généralement la séquence suivante de méthodes: mécanique, pour éliminer de l’huile l’eau libre et les contaminants solides; thermophysique (évaporation, distillation sous vide); physico-chimique (coagulation, adsorption). S’il n’y en a pas assez, on recourt aux méthodes chimiques de régénération d’huile, associées à l’utilisation d’équipements plus sophistiqués et des coûts élevés.

Méthodes physiques de régénération des huiles usées

Les méthodes physiques permettent d’éliminer de l’huile les particules solides d’impuretés, les microgouttelettes d’eau et, partiellement, les substances résineuses et cokéfiantes; par évaporation – les impuretés à bas point d’ébullition. Les huiles sont traitées dans un champ de force, en utilisant la gravité, la force centrifuge et, moins communément, les forces électriques, magnétiques et de vibration, ainsi que la filtration, le lavage à l’eau, l’évaporation et la distillation sous vide. Les méthodes physiques de purification des huiles usées comprennent également divers procédés de transfert de masse et de chaleur pour éliminer de l’huile les produits d’oxydation d’hydrocarbures, l’eau et les fractions à bas point d’ébullition. La décantation est la méthode la plus simple, elle repose sur la sédimentation naturelle des particules mécaniques et de l’eau sous l’effet des forces de gravitation. En fonction du degré de contamination du carburant ou de l’huile et du temps à purification, la décantation est appliquée soit indépendamment, soit comme méthode préliminaire avant la filtration ou la purification centrifuge. Le principal inconvénient de cette méthode est la longue durée du processus de sédimentation des particules pour compléter la purification, l’élimination des particules les plus grosses , ayant une taille de 50 à 100 microns. Filtration est le processus d’élimination des particules d’impuretés mécaniques et de composés résineux en faisant passer l’huile à travers des cloisons filtrantes à mailles ou poreuses. Les filets métalliques et plastiques, feutre, tissus, papier, matériaux composites et la céramique sont utilisés comme matériaux de filtration. Des nombreuses entreprises automobiles utilisent la méthode suivante pour améliorer la qualité de purification des huiles moteur: elles augmentent le nombre de préfiltres dans le processus. La deuxième étape est la purification fine d’huile. La purification centrifuge est effectuée au moyen de centrifugeuses. Il s’agit de la méthode la plus efficace et la plus performante pour éliminer les impuretés mécaniques et l’eau. Cette méthode repose sur la séparation de différentes fractions de mélanges hétérogènes sous l’action de la force centrifuge. L’utilisation de centrifugeuses assure la purification d’huiles des impuretés mécaniques jusqu’à 0,005% en poids, ce qui correspond à la 13ème classe de pureté selon norme GOST 17216-71 et de déshydratation à 0,6% en poids.

MÉTHODES PHYSICO-CHIMIQUES

Les méthodes physicochimiques largement utilisées sont la coagulation, l’adsorption et la dissolution sélective des impuretés contenues dans l’huile; la purification par adsorption est une variété de la purification par échange d’ions. Coagulation, c’est-à-dire l’agrandissement des particules de contaminants dans l’huile en état colloïdal ou finement dispersé, est réalisée à l’aide de substances spéciales – les coagulants, qui comprennent des électrolytes d’origine inorganique et organique, des substances tensioactives, ne possédant pas de propriétés électrolytiques, des solutions colloïdales de tensioactifs et des composés hydrophiles de masse moléculaire élevée. Le processus de coagulation dépend de la quantité de coagulant injectée, de la durée de son contact avec l’huile, de la température, de l’efficacité d’agitation, etc. La durée de la coagulation des impuretés dans l’huile usée est généralement de 20 à 30 minutes, après quoi on peut purifier l’huile des impuretés agrandies par décantation, purification centrifuge ou filtration. La purification par adsorption des huiles usées consiste en pouvoir de substances absorbantes à retenir les produits contaminants de l’huile sur la surface externe des granules et sur la surface interne des capillaires pénétrant les granules. Des substances naturelles (argiles de blanchiment, bauxites, zéolites naturelles) et des matériaux obtenus artificiellement (gel de silice, alumine, composés silice-alumine, zéolites synthétiques) sont utilisés comme adsorbants. La régénération des huiles usées par purification à adsorption peut être effectuée au moyen de la méthode de contact – l’huile est agitée avec l’adsorbant broyé; la méthode de percolation – l’huile en cours de purification passe à travers l’adsorbant; la méthode à contre-courant – l’huile et l’adsorbant se déplacent l’un vers l’autre. Une des inconvénients de la purification à contact est la nécessité de recycler une grande quantité d’adsorbant qui pollue l’environnement. La purification par percolation demande le plus souvent comme adsorbant le gel de silice, ce qui rend cette méthode chère. La méthode la plus prometteuse est la purification d’huile par adsorption dans une couche d’adsorbant en mouvement. C’est un processus en continu, sans arrêt au remplacement, régénération ou filtrage périodique de l’adsorbant. Cependant, cette méthode implique l’utilisation d’un équipement assez complexe, ce qui empêche son utilisation généralisée.

Purification par échange d’ions et purification sélective

La purification par échange d’ions repose sur la capacité des échangeurs d’ions (résines échangeuses d’ions) à piéger les contaminants dissociant en ions en phase soluble.  Les échangeurs d’ions (ionites) sont des gels solides hygroscopiques obtenus par polymérisation et polycondensation de substances organiques et non-solubles dans l’eau et les hydrocarbures. Le processus de purification peut être effectué par la méthode à contact en mélangeant l’huile usée avec les grains d’ionite d’une taille de 0,3 à 2,0 mm ou par la méthode de percolation en passant l’huile à travers la colonne remplie avec l’ionite. À la suite d’un échange d’ions, les ions mobiles de la grille spatiale d’ionite sont remplacés par les ions de pollution. La restauration des propriétés des ionites est réalisée par lavage avec un solvant, séchage et activation avec une solution à 5% d’hydroxyde de sodium. La purification par échange d’ions vous permet d’éliminer les saletés acides de l’huile, mais elle ne retient pas les substances résineuses. La purification sélective des huiles usées repose sur la dissolution sélective de certaines substances polluantes: des composés oxygénés, soufrés et azotés, ainsi que, si nécessaire, des hydrocarbures polycycliques à chaînes latérales courtes altérant les propriétés viscosité-température des huiles. Le furfural, le phénol et son mélange avec le crésol, le nitrobenzène, divers alcools, l’acétone, la méthyléthylcétone et d’autres liquides sont utilisés comme solvants sélectifs. La purification sélective peut être effectuée dans des dispositifs du type « mélangeur-décanteur » en combinaison avec des évaporateurs pour l’extraction du solvant (extraction par étapes) ou dans deux colonnes, celle d’extraction pour éliminer les contaminants de l’huile et celle de rectification pour la distillation du solvant (extraction continue). La deuxième méthode est plus économique et elle a trouvé une application plus large. Une variété de purification sélective est le traitement d’huile usée avec du propane. Ceci fait les hydrocarbures de l’huile se dissolvent dans le propane, et les substances colloïdales résineuses-bitumineuses de l’huile se précipitent.

MÉTHODES CHIMIQUES

Les méthodes de purification chimique reposent sur l’interaction de substances polluantes et des réactifs introduits dans ces huiles. À la suite de réactions chimiques, on observe la formation des composés faciles à éliminer de l’huile. Les méthodes chimiques de purification comprennent l’épuration acide et alcalin, l’oxydation à l’oxygène, l’hydrogénation ainsi que la déshydratation et la décontamination avec des oxydes, des carbures et des hydrures métalliques. Les plus couramment utilisées:
  • Purification à l’acide sulfurique
  • En ce qui concerne le nombre d’usines et le volume de matières traitées, les procédés à l’acide sulfurique figurent au premier rang dans le monde. À la suite de purification à l’acide sulfurique, une grande quantité de goudron acide est formée. Ce déchet dangereux à l’environnement est difficile à recycler. En outre, la purification à l’acide sulfurique ne garantit pas l’élimination des huiles usées des arènes polycycliques et des composés chlorés hautement toxiques.
  • Purification à l’hydrogène
  • Les procédés d’hydrogénation sont de plus en plus utilisés dans le traitement des huiles usées. Cela est dû à un important potentiel d’obtenir des huiles de haute qualité et rendement, et à la haute pureté écologique de ce processus si on le compare à la purification à l’acide sulfurique et à l’adsorption.
  • Les inconvénients du procédé d’hydrotraitement sont la grande quantité d’hydrogène et le seuil de productivité économiquement viable (données d’autres pays) qui est de 30 à 50 000 tonnes/an. En règle générale, les installations d’hydrotraitement des huiles sont couplées à l’industrie de raffinage appropriée qui a l’excès d’hydrogène disponible à la recirculation.
  • Procédés à sodium et ses composés
  • Pour la purification des huiles usées de composés polycycliques (goudron), des composés chlorés hautement toxiques, des produits d’oxydation et des additifs on utilise des procédés à sodium métallique. Ceci fait, on observe la formation des polymères et des sels de sodium à point d’ébullition élevé, ce qui permet d’extraire l’huile. Le rendement en huile purifiée dépasse 80%. Le procédé ne nécessite pas de pression ni de catalyseur, il n’est pas associé à la libération de chlorure d’hydrogène et d’hydrogène sulfuré. Plusieurs de ces installations travaillent en France et en Allemagne. Parmi les procédés industriels à suspension de sodium métallique dans l’huile de pétrole, le procédé le plus connu est Recyclon (Suisse). Le procédé Lubrex (Suisse) à l’hydroxyde et bicarbonate de sodium vous permet de traiter n’importe quelle huile usée avec un rendement du produit fini allant jusqu’à 95%.

Equipement de régénération des huiles usées

La régénération des huiles usées est réalisée au moyen de divers dispositifs et installations, dont l’action repose généralement sur la combinaison de méthodes (physiques, physico-chimiques et chimiques), qui permettent de régénérer des huiles usées de marques différentes au niveau qualitative différent. Il convient de noter que la régénération des huiles permet d’obtenir une huile de base de la qualité identique à celle de l’huile fraîche, en plus, le rendement d’huile, en fonction de la qualité de la matière première, est de 80 à 90%. Les huiles de base peuvent ainsi être régénérées au moins deux fois grâce aux procédés technologiques modernes. L’un des problèmes qui réduit considérablement le rendement économique de l’élimination des huiles moteur usagées est le coût élevé de leur collecte, stockage et transport vers le lieu de transformation. L’emplacement de mini-complexes de régénération des huiles pour répondre aux besoins sur une zone relativement moins étendue (régions, villes ou agglomérations de 1 à 1,5 million d’habitants) réduira les coûts de transport. La fabrication de produits finis de haute qualité – huiles moteur et lubrifiants à base de graisse – par ces mini-complexes les fait pareils à une usine de fabrication de ces produits à partir de pétrole!

Technologies de régénération de GlobeCore

L’équipement nécessaire à organiser une telle entreprise doit être fiable, car une petite entreprise (et même une entreprise débutante) n’a pas le droit à des temps morts ni à des réparations. Par conséquent, nous ne recommandons pas l’achat d’équipement très vieux ou bon marché. Les processus de régénération se déroulent dans des conditions de vide poussé et d’exigences accrues en matière d’étanchéité. Ainsi, même les équipements visuellement de haute qualité peuvent ne pas convenir – par exemple, une pompe à vide tombe en panne, une pompe hydraulique fuit ou une soudure éclate. Vous avez encore tant à faire – organiser l’achat et la vente d’huile, établir des clients réguliers. Par conséquent, il est préférable de faciliter les choses au préalable concernant la qualité des produits. Si elle est insuffisante, il sera impossible ou immoral de la vendre. Elle peut endommager l’équipement des acheteurs et pour votre propre bien. Il est donc préférable de travailler de le début avec ceux qui connaissent leur métier. Nous vous recommandons d’acheter l’équipement GlobeCore et ce faisant, négociez immédiatement sur la période de garantie maximale possible, les conditions de déplacement des spécialistes sur votre site. Oui, c’est aussi un investissement, mais c’est un investissement qui vous permettra d’assurer le BON FONCTIONNEMENT de votre entreprise. En plus, le fonctionnement de qualité.